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Bactéries, Exsudats Et Rhizodépôts

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Le programme “Bactéries, Exsudats Et Rhizodépôts” · BEER a été lauréat de l’appel d’offre régional RIN Recherche/Tremplin 2019 et a débuté le 1er novembre 2019. Il regroupe cinq laboratoires et deux plateformes partenaires à l’échelle du territoire normand :

Biologie :

  • AGHYLE : Institut polytechnique UniLaSalle – Site de Mont-Saint-Aignan
  • Glyco-MEV : EA 4358 – Université de Rouen-Normandie
  • EVA : UMR 950 INRA – Université de Caen-Normandie
  • LMSM : EA 4312 – Université de Rouen-Normandie

Chimie :

  • COBRA : UMR 6014 CNRS – INSA – Université de Rouen-Normandie
  • SFR ICORE : Plateforme Isotopie Platin’- SF 4206 ICORE – Université de Caen-Normandie       

Imagerie :

  • SFR ICORE : Plateforme Imagerie CMAbio3 – SF 4206 ICORE – Université de Caen-Normandie – PRIMACEN : Plateforme Imagerie – Université de Rouen-Normandie

La rhizosphère est une niche écologique complexe et dynamique dans le temps et l’espace, localisée sur quelques millimètres de sol autour des racines et qui héberge une communauté microbienne dense et diverse, le microbiote rhizosphérique.

La plante serait capable d’attirer, de nourrir et de retenir les microorganismes qui lui sont bénéfiques, et de repousser, piéger et/ou tuer, de façon directe ou indirecte, les microorganismes phytopathogènes. Les molécules sécrétées dans la rhizosphère par le système racinaire ont des natures chimiques très diverses et assurent des fonctions extrêmement variées. Certaines molécules de haut poids moléculaire (exopolysaccharides, glycoprotéines, protéines, ADN) s’associent afin de former un mucilage protecteur impliqué dans l’élaboration d’un piège racinaire extracellulaire.

La fraction sécrétée hydrosoluble, les exsudats racinaires, diffuse par contre dans la rhizosphère et y apporte des métabolites primaires, comme par exemple des sources de carbone permettant la croissance microbienne, et des métabolites secondaires présentant un rôle-signal et génèrant des réponses physiologiques microbiennes spécifiques (chimiotactisme, colonisation, internalisation et/ou nodulation). Ces interactions sont complexes et multiples, et la maitrise du fonctionnement de la rhizosphère, grand espoir de l’agroécologie, passe sans nul doute par le décryptage des signaux moléculaires échangés entre la racine et son microbiote.

L’objectif du programme BEER est d’apporter des éléments forts de compréhension sur les relations entre le système racinaire et les bactéries du microbiote rhizosphérique. Améliorer notre capacité à guider l’assemblage des populations microbiennes autour des racines permettrait i) de limiter les apports chimiques aux cultures et ii) d’anticiper les effets néfastes des changements climatiques annoncés en renforçant les capacités d’adaptation des végétaux. Ce projet propose d’analyser la composition des exsudats racinaires de cinq plantes et d’étudier leur impact sur le comportement de sept bactéries, ainsi que sur la structure de certains microbiotes rhizosphériques. L’objectif est d’identifier des molécules ou des interactions impliquées dans le biocontrôle de la rhizosphère.

Trois axes sont développés :

  1. le premier consiste à décrire la composition des exsudats racinaires des cinq plantes par une étude métabolomique utilisant notamment une technique extrêmement sensible et sans a priori, la FTICR-MS1. Une étude plus spécifique des sucres sera également menée par GC-MS2.
  2. Le deuxième axe s’intéresse aux réponses physiologiques et génétiques de sept bactéries au contact des différents exsudats racinaires (en conditions de laboratoire).
  3. Le troisième axe s’intéresse à l’impact plus général des rhizodépôts sur la structure des microbiotes rhizosphériques dans le sol et sur la croissance des plantes chez le colza et le pois (études sur sol).

1FTICR-MS : Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry

2GC-MS : Gas Chromatography-Mass Spectrometry

Budget total : 118 836 €

Durée : 31 octobre 2019 – 30 octobre 2022